2023屆高考化學(xué)專項(xiàng)小練化學(xué)反應(yīng)原理綜合一

化學(xué)反應(yīng)原理綜合(一)

1.(2021屆?河北高三一模)氨在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，氨的用途十分廣泛，是制

造硝酸和化肥的重要原料。

(1)合成氨工業(yè)中，合成塔中每產(chǎn)生2molNH”放出92.2kJ熱量。

吸收945.8kJ?mo「能^^+

W"能90

1molN—H鍵形成所釋放的能量約等于kJ,

和p(Hz)為各組分的平衡分壓，如p(NHgx(NH3)p,p為平衡總壓,xiNHj為平衡系統(tǒng)中N%

的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。當(dāng)N?和H2的起始物質(zhì)的量之比為1：3時(shí)，反應(yīng)N2(g)+3H/(g)

2NH：,(g)在恒定溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)下進(jìn)行，NH,的平衡產(chǎn)率為3,則K"=(用含3的

最簡(jiǎn)式表示)。

(3)工業(yè)生產(chǎn)尿素原理是以NH：,和CO2為原料合成尿素[CO(NH2)2],反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2NH3(g)+C02(g)C0(NHz)2⑴+H20(l),該反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度關(guān)系如圖1所示:

K

①AH。(填“>”或“=”)。

②在一定溫度和壓強(qiáng)下，若原料氣中NK,和CO?的物質(zhì)的量之比(氨碳比)K=x,

n(CO2)

1

圖2是氨碳比(x)與CO,平衡轉(zhuǎn)化率(a)的關(guān)系。B點(diǎn)比A點(diǎn)CO?平衡轉(zhuǎn)化率大的原因是

③圖2中的B點(diǎn)處，加3的平衡轉(zhuǎn)化率為一

16叫2-3)2

【答案】(1)391⑶①V②B點(diǎn)與A點(diǎn)相比，c(NHj增大,

-27(1-0)4

平衡正向移動(dòng)，CO?轉(zhuǎn)化率增大③32%

【解析】(1)根據(jù)反應(yīng)N2(g)+3Il2(g)2Mh(g)及AH=E(反應(yīng)物鍵能)-E(生成物鍵

能)，AH=1X945.8+3X436-6XE(N-H)=92.2,解得1molN—H鍵形成所釋放的能量約等于

391,

(2)根據(jù)方程式列三段式:

嗎⑻+3區(qū)(g)=2%g)

no130

岫X3x2x

n不1-X3-3x2x

2x/\2x2coco

平衡產(chǎn)率:3=—,X=CO,pNH；=----------xP=----xP=--->

2'71-A-+3-3X+2X4-2CD2-3

ITX_1YD_、3-3x_3-3co「

------xp=----XP,p/HTT)=----------xP=---->P

P(N2)=27

1-4+3-3》+2》4-2co'l-x+3-3x+2x4-2co

2

P(NHJ

P°1632(2-3)2

K°=⑶①根據(jù)圖像1得出溫度升高，K減小，說(shuō)明

P(N2)1FP(H2)27(1-co)4

P9P9

升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，K與T成反比說(shuō)明該反應(yīng)式放熱反應(yīng)，則AH<0。②根據(jù)

n(NHj

二八：=x,當(dāng)x越大時(shí)，說(shuō)明氨氣相對(duì)二氧化碳來(lái)說(shuō)濃度增大，導(dǎo)致平衡向正反應(yīng)方向

n(CC)2)

移動(dòng)，故CO,平衡轉(zhuǎn)化率增大。③根據(jù)方程式列三段式:

2

2MZ,(g)+ca(g)+

4100

二氧化碳的轉(zhuǎn)化率：?=-=—,x=0.64,,則氨氣的轉(zhuǎn)化率：?=—=—=0.32=32%

110044o

2.以高純?yōu)槿剂系馁|(zhì)子交換膜燃料電池具有能量效率高、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，但燃料中

若混有C0將顯著縮短電池壽命。

(1)以甲醇為原料制取高純田是重要研究方向。甲醇水蒸氣重整制氫主要發(fā)生以下兩個(gè)

反應(yīng)：

-

主反應(yīng)：CHaOlKg)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)AH=+49kj*mol'

-1

副反應(yīng):H2(g)+C02(g)=CO(g)+H20(g)AH=+41kJ?mol

①甲醇蒸氣在催化劑作用下裂解可得到4和co,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為,既

能加快反應(yīng)速率又能提高CH30H平衡轉(zhuǎn)化率的一種措施是。

響0)

②分析適當(dāng)增大水醇比對(duì)甲醇水蒸氣重整制氧的好處是

n(CHQH)

(2)工業(yè)上用CH,與水蒸氣在一定條件下制取H”原理為：CH.,(g)+H/O(g)=CO(g)+

3H,(g)AH=+203kj?mor'

①該反應(yīng)逆反應(yīng)速率表達(dá)式為：vj^lecGO)?C3(H2),k為速率常數(shù)，在某溫度下測(cè)得

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

C0濃度(mol*L-1)壓濃度(皿。1?廣1)逆反應(yīng)速率!?minT)

0.05Ci4.8

c2C119.2

3

c20.158.1

由上述數(shù)據(jù)可得該溫度下，該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率常數(shù)k為L(zhǎng)'mol-,mirTl

②在體積為3L的密閉容器中通入物質(zhì)的量均為3moi的CIL和水蒸氣，在一定條件下

發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得平衡時(shí)比的體積分?jǐn)?shù)與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示：

則壓強(qiáng)P,Pz（填“大于”或“小于”）；N點(diǎn)v山M點(diǎn)v逆（填“大于”或“小

于”）;

⑶N?和H?生成NH,的反應(yīng)為

123*

^N2(g)+1H2(g)^NH3(g)AH(298K)=^l6.2kJlnor,標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K0=

P(NH)/pB

3其中p9為標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)（ixlO'pa）,p（NHj、p（N?）和p（H?）為

ea5u5*

[p(N2)/p][p(H2/p]'-

各組分的平衡分壓，如p（NHj=x（NH3）p,P為平衡總壓,x（NHj為平衡系統(tǒng)中NH,

a3a1

的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。已知起始時(shí)向一密閉容器中投入一molN,和，molH,,反應(yīng)一

222

3

N2（g）+-H2（g）UNH/g）在恒定溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)下進(jìn)行，NH3的平衡產(chǎn)率為3,

則該反應(yīng)的K0=______（用含8的代數(shù)式表示）。下圖中可以表示標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)隨溫度T的

變化趨勢(shì)的是________（填字母）

4

【答案】⑴①CH30H(g)=C0(g)+2HMg)AH=+90kJ-mol-1升溫

②提高甲醇的利用率，有利于抑制CO的生成或抑制副反應(yīng)發(fā)生

⑵①1.2X10''②大于小于(3)43(2-3)/3⑶"(1-3)2D

-1

【解析】⑴①已知ICH30H(g)+H20(g)=C02(g)+3H2(g)AH=+49kj-mol；

1

IIMg)+C02(g)=C0(g)+H20(g)AH=+41kj.mor；根據(jù)蓋斯定律，I+II可得

CH；,OH(g)=C0(g)+2H2(g)則AH=+49kj?mo「+4ik「mo「=+90kJ?故甲醇

蒸氣裂解得到也和CO的化學(xué)方程式為CH30H(g)=CO(g)+2HMg)貝UAH=+49+41

kj-mol'=+90kj-mol'；反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度既能加快化學(xué)反應(yīng)速率同時(shí)可以促使

反應(yīng)正向進(jìn)行，提高C【hOH平衡轉(zhuǎn)化率，而增大壓強(qiáng)能加快化學(xué)反應(yīng)速率，但對(duì)正反應(yīng)不利，

所以既能加快反應(yīng)速率乂能提高CHQH平衡轉(zhuǎn)化率的一種措施是升高溫度；②適當(dāng)增大水靜

比(nH“：nCHQH),可視為增大壓0的量,能使CH30H轉(zhuǎn)化率增大,生成更多的上，抑制轉(zhuǎn)

化為C0的反應(yīng)的進(jìn)行，所以適當(dāng)增大水醇比(nHQ：nCHQH)對(duì)甲醇水蒸氣重整制氫的好處為：

提高甲醇的利用率，有利于抑制C0的生成；(2)①根據(jù)反應(yīng)的逆反應(yīng)速率表達(dá)式為V速

=k-c(CO)?/(Hz)可知：4.8=kX0.05XCJ；19.2=kXc?XC:：兩個(gè)式子相除，得到cE.2,

再根據(jù)第三組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,8.1=kX0.2X0.153,解之得k=1.2X104L3?mol-3?min1；

②由反應(yīng)方程式知，該反應(yīng)為體積增大的反應(yīng)，溫度不變時(shí)時(shí)，減小壓強(qiáng)，平衡向正方向移

動(dòng)，的體積分?jǐn)?shù)增大，則從圖象可以看出，壓強(qiáng)R大于P2；溫度「小于T”溫度越高，

反應(yīng)速率越快，N點(diǎn)反應(yīng)溫度低于M點(diǎn)溫度,貝！IN點(diǎn)v正小于M點(diǎn)v逆;⑶如果a/21noiNz和

3a/2moiH?完全反應(yīng)則生成amolNHs,NH：,的平衡產(chǎn)率為3,則生成的n(N&)=a3mol,則：

1Q

反應(yīng)!N2(g)+|H2(g)=NH3(g)

開(kāi)始(mol)0.5a1.5a0

反應(yīng)(mol)0.5a31.5awa3

5

平衡(mol)0.5a(l-w)1.5a(l-w)d3

平衡混合氣體總物質(zhì)的量二［0.5a(1-a)+1.5a(l-］mol=a(2-co)mol,

〃(刀)=°3p("2)=l；"—")P"，〃(N%)=二4“",標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K°

2—CO2—CD2—69

p(NH,)/n946y(2-?y)

「P(NDM藍(lán)VP。二河彳:該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡向逆

方向進(jìn)行，K°減小，縱坐標(biāo)為lgK§，橫坐標(biāo)為溫度，則該曲線為D。

3.(2021屆?江蘇無(wú)錫市高三期中)脫除煙氣中的氮氧化物(主要是指N0和NOJ可以凈

化空氣、改善環(huán)境，是科學(xué)家研究的重要課題。

(DCH,催化還原法。主要發(fā)生以下反應(yīng)：

反應(yīng)ICH4(g)+4N02(g)=4N0(g)+C02(g)+2H20(g)A〃=-574kJ

反應(yīng)JICHt(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H20(g)A^=-H60kJ?mor'

反應(yīng)mCH.“g)+2NO2(g)=N?(g)+CO2(g)+2H2O(g)△,

①△"=_kj,mol1

②在一恒容裝置中，通入一定量CH,和NOz發(fā)生反應(yīng)m,測(cè)得在相同時(shí)間內(nèi)和不同溫度

下，NOz的轉(zhuǎn)化率a(NOJ如圖-1,則下列敘述正確的是一。

A.若溫度維持在200℃更長(zhǎng)時(shí)間，NO2的轉(zhuǎn)化率將大于19%

B.反應(yīng)速率：b點(diǎn)的v(逆)>e點(diǎn)的v(逆)

C.平衡常數(shù)：c點(diǎn)=<］點(diǎn)

1).在時(shí)間t內(nèi)，提高b點(diǎn)時(shí)NO2的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率，可適當(dāng)升溫或增大c(CH,)

6

(2)氨氣選擇性催化還原法。主要反應(yīng)為：4NH;)(g)+4N0(g)+02(g)4N2(g)+61L0(g)

,n(NHJ

^-1625.5kJ.mol',氨氮比［會(huì)］會(huì)直接影響該方法的脫硝率。35。0時(shí)'只改變氨

n(NHJ

氣的投放量，氨氣的轉(zhuǎn)化率與氨氮比的關(guān)系如圖-2所示。當(dāng)m時(shí)，煙氣中N。

濃度反而增大，主要原因是__o

*

3

*

€

￡

N

(3)臭氧氧化法。各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖-3所示，X為「(填化學(xué)式)。

(4)直接電解吸收法。用6%的稀硝酸吸收NO,生成HNOz(一元弱酸)，再將吸收液導(dǎo)入電

解槽電解，使之轉(zhuǎn)化為硝酸。電解裝置如圖-4所示。

圖7

①圖中b應(yīng)連接電源的—(填“正極”或“負(fù)極”)。

②a電極反應(yīng)式為。

【答案】(1)①-867②AD(2)過(guò)量氨氣與氧氣反應(yīng)生成NO

7

(3)N205(4)①負(fù)極@H20+IlN02-2e=N0：＜+311'

【解析】(D①已知：

1

反應(yīng)I：CH,(g)+4N02(g)=4N0(g)+C02(g)+2H20(g)△4=-574kJ?mol

1

反應(yīng)II：CH,(g)+4N0(g)=2N2(g)+C02(g)+2H20(g)△J%=-1160kJ?moJ

反應(yīng)HI：CH,(g)+2N02(g)=N2(g)+C02(g)+2H20(g)X出

根據(jù)蓋斯定律可知(反應(yīng)I+反應(yīng)II)X《即得到反應(yīng)HI的A4=-867kJ?mol'，

②圖為測(cè)得在相同時(shí)間內(nèi)，在不同溫度下的轉(zhuǎn)化率，溫度400℃、500℃轉(zhuǎn)化率最大，處

于平衡狀態(tài)，之前沒(méi)有到達(dá)平衡，之后升高溫度，轉(zhuǎn)化率降低，平衡逆向移動(dòng)。A項(xiàng)，圖中

200℃時(shí)，反應(yīng)沒(méi)有到達(dá)平衡，向正反應(yīng)進(jìn)行，溫度維持在200℃更長(zhǎng)時(shí)間，的轉(zhuǎn)化率將

大于19%,故A正確；B項(xiàng)，b點(diǎn)反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，e處于平衡狀態(tài)，且E溫度高，故b

點(diǎn)的v(逆)Ve點(diǎn)的v(逆)，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，c、d溫度不同，平衡常數(shù)不同，故C錯(cuò)誤；

D項(xiàng)，增大反應(yīng)物濃度可以加快反應(yīng)速率，提高其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，b向正反應(yīng)進(jìn)行，

當(dāng)升溫可以加快速率，反應(yīng)繼續(xù)向正反應(yīng)進(jìn)行并到達(dá)平衡，故D正確；故選AD；(2)由于過(guò)

量氨氣與氧氣反應(yīng)生成NO,所以當(dāng)二丁二、＞L0時(shí),煙氣中N0濃度反而增大：(3)根據(jù)圖

n(NO)

-3可知，反應(yīng)物是N0?和Oz和X為生成物，發(fā)生反應(yīng)為N02(g)+0Ng)fX+()2(g),物質(zhì)的

變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，根據(jù)圖象可知，n(0。：n(N0"：n(Oj：n(X)=2：4：2：

2=1：2：1：1,則配平后的反應(yīng)為：2NO2(g)+O3(g)^X+O2(g),根據(jù)質(zhì)量守恒可知，X分子中

含有2個(gè)N原子和5個(gè)0原子，則X的化學(xué)式為NA;(4)①用6%的稀硝酸吸收N0,生成I1NO2(-

元弱酸)，再將吸收液導(dǎo)入電解槽電解，使之轉(zhuǎn)化為硝酸，反應(yīng)中亞硝酸被氧化為硝酸，a

電極是陽(yáng)極，b電極是陰極，圖中b應(yīng)連接電源的負(fù)極。②a電極是陽(yáng)極，亞硝酸轉(zhuǎn)化為硝

酸，反應(yīng)式為H2O+HNO2-2e=N03+3H。

4.(2021屆?江蘇南通市高三期中)研究和深度開(kāi)發(fā)CO、C02的應(yīng)用對(duì)構(gòu)建生態(tài)文明社

會(huì)具有重要的意義?；卮鹣铝袉?wèn)題：

I.C0可用于高爐煉鐵

8

已知：Fe3O,i(s)+4C0(g)=3Fe(s)+4C02(g)△H]=akJ/mol；

3Fe203(s)+C0(g)=2Fe3。」(s)+C0,(g)A^^bkJ/mol；

則反應(yīng)FeQ3(s)+3C0(g)=2Fe(s)+3C02(g)的AH3=kj/mol(用含a、

b的代數(shù)式表示)。

II.一定條件下，C02和CO可以互相轉(zhuǎn)化

(1)某溫度下，在容積為2L的密閉容器按甲、乙兩種方式投入反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)：

CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)。

容器反應(yīng)物

甲8molC02(g)>16molH2(g)

乙wmolCOzCg)>xmolH2(g)>ymolCO(g)>zmolH20(g)

甲容器15min后達(dá)到平衡，此時(shí)C02的轉(zhuǎn)化率為75%.則0"15min內(nèi)平均反應(yīng)速率

v(C02)=mol/(L-min),此條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=,

欲使平衡后乙與甲中相同組分氣體的體積分?jǐn)?shù)相等，則3、x、y、z需滿足的關(guān)系是y

z(填或“="),且y=(用含x、w的式子表示)。

⑵研究溫度、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響：C6H3CH2CH3(g)+C02(g)=^CMCH=

CH2(g)+CO(g)+H2O(g)AllC此CH2cH3(乙苯)的平衡轉(zhuǎn)化率影響如下圖所示：則^

H0(填“〉”或“="),壓強(qiáng)pi、P2、p3由小到大的排列順序是—。

*3-

/

?

染

益

2拗

(3)C0可被N02氧化,反應(yīng)為CO+NO2CXVNO,當(dāng)溫度高于225℃時(shí)，反應(yīng)速率

9

iE=k正,c(CO)C(N02)、V逆=卜逆?c(C()2)C(NO),k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。在

上述溫度范圍內(nèi)，k心k逆與該反應(yīng)的平衡常數(shù)K之間的關(guān)系為—

【答案】⑴I.

3

II.(1)0.21.8=x-2w

(2)>Pi>p2>P3⑶三正二K

K逆

【解析】I.已知：①Fe3()i(s)+4C0(g)—3Fe(s)+4CO2(g)△H1=akj/mol；②

3Fe203(s)+C0(g)=2Fe30,(s)+C02(g)AH2=bkj/mol；根據(jù)蓋斯定律：■②可得

3

..,、....,,A2VHl+VH,2a+b

Fe203(s)+3C0(g)-2Fe(s)+3C02(g).故△上=-----------------kj/mol：

33

H.(1)甲容器15min后達(dá)到平衡，此時(shí)CO?的轉(zhuǎn)化率為75%,則轉(zhuǎn)化C0?為8molX

75%=6mol,列三段式：

CO2(g)+H2(g),=^CO(g)+H2O(g)

起始濃度(mol/L)4800

轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)3333

平衡濃度(mol/L)1533

則0?15min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(㈤=3mH/L二02moi/(L?min)；此條件下該反應(yīng)的

15min

C(CO)XC(H2O)3X3

平衡常數(shù)=-=1.8；欲使平衡后乙與甲中相同組分氣體的體積分?jǐn)?shù)相

C(CO2)XC(H2)1X5

等，則將乙中CO和HQ轉(zhuǎn)化為與甲初始物質(zhì)一樣使?jié)M足與甲中投入量等比例，甲的初始投

入量為8molCO2(g),16molH2(g),則乙轉(zhuǎn)化后應(yīng)只有CO?(g)和H2(g),故y=z；同

時(shí)轉(zhuǎn)化為滿足n(COz)：n(ID=8：16=1：2,則有(w+y)：(x+y)=l：2,解得y=x-2w；(2)溫度

升高，有利于吸熱方向，根據(jù)圖，一定壓強(qiáng)下，溫度升高，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率增大，即正方

tt

向?yàn)槲鼰岱较颍史磻?yīng)的△H〉。；又反應(yīng)C6H5CH2CH3(g)+C02(g)

C6H5cH=H2(g)+C0(g)+HQ(g)為氣體體積增大的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大，平衡向著逆方向，乙苯的平

衡轉(zhuǎn)化率減小,故Pi>P2>P3；⑶CO可被毗氧化：CO+NO2WCO2+NO.已知：vi=k1L-c(CO)

10

?C(NO2)、va=k)s?c(CO2)?c(NO),平衡時(shí):v正=v逆，故k正?c(CO)?c(N02)=k；4?c(C02)?c(NO),

k?C(CO2)XC(NO)

-q(<，

k^c(CO)xc(NO2)

5.(2021屆?河北路南區(qū)唐山一中高三期中)氮、碳氧化物的排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

多年來(lái)化學(xué)工作者對(duì)氮、碳的氧化物做了廣泛深入的研究并取得一些重要成果。

I.已知2NO(g)+()2(g)2N0?(g)的反應(yīng)歷程分兩步：

2

第一步：2NO(g)=N202(g)(ft)AH/O；vliE=k1Ec(N0)；via=kli￡c(NA)

第二步：N202(g)+02(g)^^2N0?(g)(慢)AH2<0；v2j2=k2iS

2

C(N02)

①在兩步的反應(yīng)中，哪一步反應(yīng)的活化能更大(填“第一步”或“第二步”)。

②一定溫度下，反應(yīng)2N0(g)+O2(g)--~2NO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài),請(qǐng)與出用ki正、ki逆、

kz正、k?逆表示的平衡常數(shù)表達(dá)式K=二

II.(1)利用COz和CIL重整不僅可以獲得合成氣(主要成分為CO、HJ,還可減少溫室氣

體的排放。已知重整過(guò)程中部分反應(yīng)的熱化方程式為：

?CH,(g)=C(s)+2H2(g)AH,>0

@CO2(g)+Hz(g)=C0(g)+H20(g)△H2>0

③CO(g)+H2(g)=C(s)+Ha(g)AH3Vo

則反應(yīng)CH“(g)+CO2(g)=2C0(g)+2壓(g)的A11=(用含△kA1I2.△Ih的代數(shù)式表

示)

(2)在密閉容器中通入物質(zhì)的量均為0.Imol的CH,和CO?,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)

CO2(g)+CHl(g)2C0(g)+2H2(g),CH,的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)(單位Pa)的關(guān)系如圖

所示。

11

y點(diǎn)：點(diǎn)正）v（逆）（填“大于”“小于”或“等于"）。已知?dú)怏w分壓（p分）=氣體總

壓（P總）X氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。用平衡分壓代替平衡濃度可以得到平衡常數(shù)KP,求x點(diǎn)對(duì)

應(yīng)溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)KP=—。

III.設(shè)計(jì)如圖裝置（均為惰性電極）電解Na￡rO,溶液制取Na2Cr,07,圖中電解制備過(guò)程

的總反應(yīng)化學(xué)方程式為o

NaOH濃溶液+=

NaOH稀溶液

kk

【答案】⑴I.①第二步②芳芳③AHi+AMAH：

5逆人2逆

4

11.大于一產(chǎn)

92

III.4Na2CrO,+41I：:(l：lM2Na2Cr2O-+4NaOIl+2H2t+02t

【解析】L①.①2N0（g）+（）2（g）2N0Mg）的兩步反應(yīng)歷程中第一步快、第二步慢,

慢反應(yīng)活化能更大，所以第二步反應(yīng)活化能更大：②反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則―.v21I:=v,

c(N0)=k］正卜2正

逆,BPk,?c;i(N0)=kac(N0),kc(N0)?c(0)=k?c2(N0),

12221F22222c2(NO)?c("k4

片(NO)1正卜2正

2NO(g)+O2(g)=2NO：：（g）的平衡常數(shù)K=

C2(NO)?C(C>2)K逆Ie?逆

11.(1)已知:

①CHMg)=C(s)+2H2(g)AH,>0

12

@CO2(g)+II2(g)=CO(g)+II20(g)AH2>0

③C0(g)+H2(g)=C(s)+H0(g)AH;1<0

根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)①+反應(yīng)②-反應(yīng)③即可得CH,(g)+C02(g)=2C0(g)+2H2(g)的AH=△

H,+AH2-AI13；(2)由圖乙可知，y點(diǎn)在x點(diǎn)的正下方，x點(diǎn)在Clh的平衡轉(zhuǎn)化率曲線上，相

同條件下，平衡時(shí)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率最大，而轉(zhuǎn)化率：yVx,則y點(diǎn)的反應(yīng)正向進(jìn)行，即v(正)

大于v(逆)；由圖乙可知，x點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下CH,的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,根據(jù)三段式：

CO式)g+84(g)一-2CO(g)+2%

起始量mol0.10.100

轉(zhuǎn)化量mol0.050.050.10.1

平衡量mol0.050.050.10.1

p2(CO)Xp2(〃2),P2XPU

平衡常數(shù)K=塔、塔

p(CO)x(CW)-

2/?4(―xPJx(—xPJ

0.320.32

III.CrOj在酸性條件下轉(zhuǎn)化為Cr。"，電解NaErOi溶液制取NazCr。，應(yīng)在酸性條件

下進(jìn)行，即右側(cè)電極生成1「，則消耗011,發(fā)生氧化反應(yīng)，右側(cè)為陽(yáng)極，連接電源的正極，

左側(cè)為陰極，連接電源負(fù)極；電解制備過(guò)程的總反應(yīng)方程式為：4Na2CrO,+411.0-

2Na￡m07+4Na0H+2H21+02t?

6.(2021屆浙江省稽陽(yáng)聯(lián)誼學(xué)校高三聯(lián)考)探究硫及其化合物的轉(zhuǎn)化，有現(xiàn)實(shí)意義。

相關(guān)反應(yīng)：I2S0z(g)+02(g)=2S03(g)、H\

II2N0(g)+02(g)^^2N0,(g)△兒

IIINO2(g)+SO2(g)=SO：,(g)+NO(g)AA

(1)一定溫度下，壓強(qiáng)恒定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2s02(g)+0z(g)=^2S0a(g),下列

說(shuō)法正確的是

A.A/Z<0,反應(yīng)I在較低溫能自發(fā)進(jìn)行

B.反應(yīng)混合氣組分中SO?和SO：,分壓比不變，可作為達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的判據(jù)

13

C.若向反應(yīng)體系中充入一定量NO2氣體，有利于提局SOs的平衡產(chǎn)率

I).增大分壓可提高SO2的平衡轉(zhuǎn)化率

(2)精制爐氣各組分的體積分?jǐn)?shù)S0〃%、0211%,M82%,選擇五氧化二帆(VM)作催化劑

合成SO”SO2的平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖。

L0

.90

o

9)5

泄)50

-O

解

第O

.8

-也

6

S

S

0.75；

400450500550600

溫度/P

①實(shí)際生產(chǎn)選擇圖中A點(diǎn)的反應(yīng)條件，不選擇B、C點(diǎn)理由分別是。

②計(jì)算，D點(diǎn)SQ，的分壓是Mpa(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)已知：標(biāo)準(zhǔn)生成焙：在298K,lOOkPa條件下，由最穩(wěn)定的單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的

純物質(zhì)的熱效應(yīng)。反應(yīng)△后生成物的標(biāo)準(zhǔn)生成焰總和一反應(yīng)物的標(biāo)準(zhǔn)生成焰總和。

標(biāo)準(zhǔn)生成焙△出標(biāo)準(zhǔn)生成熔

物質(zhì)物質(zhì)

mkl/mol

02(g)0SOz(g)-296.9

N2(g)0SO；,(g)-395.2

S(科方磕's)0NO(g)89.9

NO2(g)33.9

反應(yīng)111NOMg)+SO2(g)SO.,(g)+N0(g)AK=_______kj/mol

(4)煤炭燃燒采用鈣基固硫技術(shù)可減少SO2排放，但煤炭燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的CO又會(huì)與

14

CaSO,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低了脫硫效率。相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:

反應(yīng)ICaSOt(s)+CO(g)=^^CaO(s)+S02(g)+C02(g)△X=218.4kJmoL

反應(yīng)HCaSO“s)+4CO(g)CaS(s)+4C02(g)△A=T75.6kJ-mo「‘

某溫度下，若反應(yīng)I的速率遠(yuǎn)大于反應(yīng)H,反應(yīng)I、II的反應(yīng)物的初始能量相等，請(qǐng)

在圖中畫出反應(yīng)II的過(guò)程能量變化示意圖：。

【答案】(I)ABD(2)①C點(diǎn)，溫度低，影響催化劑活性；B點(diǎn)，平衡轉(zhuǎn)化率提高的余

地小，增大壓強(qiáng)需增加投入②6.5X102

【解析】(D反應(yīng)I若吸熱，該反應(yīng)的AS<0,4H>0,AOA^-TAS>0,則不能自

發(fā)進(jìn)行；若滿足△〃<(),低溫，該反應(yīng)的AS<0,△俏△〃-TASV0,可自發(fā)進(jìn)行，故A

符合題意；B項(xiàng)，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，SO2分壓和S0：,分壓不變，SO?和SO、分壓比也不變,

故S0?和SO」分壓比不變，可作為達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的判據(jù)，故B符合題意；C項(xiàng)，N0?是反

應(yīng)I的催化劑，不影響SOs的平衡產(chǎn)率，故C不符合題意；D項(xiàng)，增大0?分壓使平衡正向移

動(dòng)，可提高S0?的平衡轉(zhuǎn)化率，故D符合題意；故選ABD；(2)①C點(diǎn)，溫度低，影響催化劑

活性：B點(diǎn)，平衡轉(zhuǎn)化率提高的余地小，增大壓強(qiáng)需增加投入；②D點(diǎn)總壓仍為IMPa,S02

轉(zhuǎn)化7%X90%=6.3%,O2轉(zhuǎn)化3.15%,SCh生成6.3%,總和為96.85%,SO?的體積分?jǐn)?shù)為一巨且

96.85%

=6.5X102,SO：,的分壓為lMPaX6.5X102=6.5X10：'MPa；(3)由蓋斯定律推斷,反應(yīng)△廬生

成物的標(biāo)準(zhǔn)生成焰-反應(yīng)物的標(biāo)準(zhǔn)生成焰，代入數(shù)據(jù)：A/^(-395.2kJ/mol)+89.9kJ/mol

15

-[33.9kJ/mol+(-296.9kJ/mol)]=-42.3kJ/mol；(4)反應(yīng)J的速率遠(yuǎn)大于反應(yīng)U,活化能反

應(yīng)I的速率遠(yuǎn)小于反應(yīng)II,反應(yīng)I吸熱，生成物能量高于反應(yīng)物，反應(yīng)II放熱，生成物能量

應(yīng)低于反應(yīng)物，反應(yīng)II的過(guò)程能量變化示意圖為:

7.(2021屆浙江省溫州市高三適應(yīng)性測(cè)試)二氧化碳催化加氫合成乙烯在環(huán)境保護(hù)、資

源利用、戰(zhàn)略需求等方面具有重要意義。CO,和壓在鐵系催化劑作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：

I.2C02(g)+6H2(g)^^C2H4(g)+4H2O(g)

II.C02(g)+H2(g)=^C0(g)+HQ(g)△必＞0

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)反應(yīng)I能自發(fā)進(jìn)行，則(填“〈”或“〉”或“=”)；該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的

條件是o

(2)在密閉容器中通入ImolCO?和3moiHz,在鐵系催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)，C02的平衡

轉(zhuǎn)化率隨溫度和壓強(qiáng)的變化如圖所示。

①下列說(shuō)法正確的是

A.由圖1可知：0.IMPa下，200℃~550℃時(shí)以反應(yīng)I為主，5500c以后以反應(yīng)II為主

16

B.反應(yīng)H化學(xué)方程式前后物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和相等，所以反應(yīng)II的△S等于零

C.恒溫恒壓下，容器內(nèi)氣體的密度不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡

D.其他條件不變，將CO?和比的初始物質(zhì)的量比改變?yōu)?：3,可提高CO,平衡轉(zhuǎn)化率

②圖1中點(diǎn)M(350,70)、此時(shí)乙烯的選擇性為工(選擇性：轉(zhuǎn)化的CO?中生成C2Hl和C0

7

的百分比)。計(jì)算該溫度時(shí)：反應(yīng)II的平衡常數(shù)4=。

③在圖1中，溫度大于800℃時(shí)，隨著壓強(qiáng)的增大，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，請(qǐng)解釋原

因?

(3)有研究表明，在鐵系催化劑作用下反應(yīng)I分兩步進(jìn)行：

iCO2(g)+ll2(g)CO(g)+H20(g)慢

ii2C0(g)+4Hz(g)C2H4(g)+2HQ(g)快

在圖2中畫出反應(yīng)I分兩步進(jìn)行的“能量玄應(yīng)過(guò)程圖起點(diǎn)從［2C0Kg)+6%(g)］開(kāi)始

■

能

量

2CO2(g)+6H2(g)

反應(yīng)過(guò)程.

圖2

8

【答案】(1)<低溫⑵①AC②百或0.62或0.615

③溫度高于800℃時(shí)，以反應(yīng)II為主，壓強(qiáng)增大，平衡不移動(dòng)。但壓強(qiáng)增大，使反應(yīng)1

平衡正移，水蒸氣濃度增大，C0,和此濃度減小，從而導(dǎo)致反應(yīng)H平衡逆移，所以CO2的平

17

衡轉(zhuǎn)化率減小

【解析】(1)反應(yīng)I能自發(fā)進(jìn)行，XG=XH「TXSVO,由于該反應(yīng)的氣體的分子數(shù)減小，

故AS<0,則A^<0；在低溫下該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的；(2)①A項(xiàng)，由圖1可知：0.IMPa

下，隨溫度的升高，200℃~550℃時(shí)二氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小，由于反應(yīng)1的△〃<(),以反應(yīng)

I為主；550C以后隨溫度的升高，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增加，由于反應(yīng)II的△〃>(),以反應(yīng)

口為主，故A符合題意；B項(xiàng)，反應(yīng)口化學(xué)方程式前后物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和相等，但反

應(yīng)II的AS不等于零，故B不符合題意；C項(xiàng)，氣體的密度P=節(jié)■，恒溫恒壓下，氣體的密

度是一個(gè)變值，故容器內(nèi)氣體的密度不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡，故C符合題意；D項(xiàng)，在

密閉容器中通入ImolCO?和3moiH”其他條件不變，將C0?和田的初始物質(zhì)的量比改變?yōu)?：

3,增加了CO2的物質(zhì)的量，由于外界條件的影響大于平衡的移動(dòng)，CO,平衡轉(zhuǎn)化率是降低的，

故D不符合題意;故選AC；②在密閉容器中通入山。1(：02和31101%,反應(yīng)(：028)+也5)

CO(g)+H2O(g)，圖1中點(diǎn)M(350,70),即350℃時(shí)二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率為70%,轉(zhuǎn)化的二

氧化碳的物質(zhì)的量為lmolX70%=0.7mol,乙烯的選擇性為』，則轉(zhuǎn)化為乙烯的二氧化碳的

7

物質(zhì)的量為3XO.7mol-0.5mol,轉(zhuǎn)化為一氧化碳的二氧化碳的物質(zhì)的量為0.7mol--X

77

0.7mol=0.2mol,根據(jù)化學(xué)方程式，列出三段式；

CO,(g)+H,(g)一士CO(g)+H;O(g)

開(kāi)始(mol)00

變化(mol)0.20.20.20.2

平衡(mol)0.20.2

2C0,(g)+6H式g)r二+4H；O

C;H4(g)

開(kāi)始(mol)00

變化(mol)0.51.50.251

平衡(mol)0.251

18

平衡時(shí)一氧化碳的物質(zhì)的量為0.2mol,水蒸氣的物質(zhì)的量為0.2mol+lmol=l.2mol,二

氧化碳的物質(zhì)的量為ln】ol-0.2mol-0.5mol=0.3mol,氫氣的物質(zhì)的量為

0.2mol1.2mol

--j--x——--g

3mol-0.2mol-l.5mol=l.3mol,反應(yīng)II的平衡常數(shù)(=二產(chǎn)11yLi=—(或0.62或

O.3mol1.3moln

------x-------

VLVL

0.615)；③溫度高于80(TC時(shí)，以反應(yīng)II為主，壓強(qiáng)增大，平衡不移動(dòng)。但壓強(qiáng)增大，使

反應(yīng)I平衡正移，水蒸氣濃度增大，COz和上濃度減小，從